来源:中国科学报 发布时间:2015/7/7 8:22:39
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6月26日《科学》杂志精选

 

通过光纤更平稳地发送信号

研究人员已经想出了一种沿着光纤将光输送到更远端的方法,从而为工程师们对所谓的“能力危机”提供了一个可能的解决方案,该危机会威胁网络带宽的限度。这些发现向实现更快更广的互联网迈出了一步;它们显示,石英纤维(它们是组成光纤通信基础的发丝状线)可处置的数据要比研究人员原先所估计的要多得多。在正常情况下,通过某光纤传播的信息受制于非线性扭曲,它会随着时间的推移而降低品质。因此,信号在其传输路途中必须获得再生,这样它们所含的信息才不会在到达接收端时被歪曲。现在,Eduardo Temprana和同事发现了一种方法来抑制这些光在通过光纤传输时的非线性耗散效应,从而消除了持续需要的(且代价高昂的)信号再生。研究人员用数码反向传输法来研究超过1000米长的光纤传输时不同的激光脉冲频率。他们的观测揭示,令光纤通讯放缓的光诱导非线性相互作用可被逆转,而激光脉冲中的相干性是该逆转的关键。总之,这些发现表明,光纤可被用来获得更多可用带宽,并能沿着光纤发送比研究人员所预计的更多的数据。

研究提出耐热基因或能挽救珊瑚

据一项新的研究披露,多孔鹿角珊瑚是一种造礁珊瑚,它可通过DNA将其对热的耐受性传递给其下一代。这一发现表明,某些珊瑚可利用一种被称作“遗传营救”的演化过程,而这些物种可能会在适应全球暖化时比研究人员想象的要容易一些。Groves Dixon和同事将来自澳大利亚的纬度相差5度的两处地方(即夏洛特公主湾和奥费斯岛)的多孔鹿角珊瑚进行杂交。他们将这些珊瑚的幼虫长时间地暴露于不断增加的温度,并接着对存活下来的珊瑚幼虫进行基因分析。他们的结果显示,来自夏洛特公主湾的较耐热珊瑚的幼体会比来自奥费斯岛的较不耐热珊瑚幼体在接触热时存活的可能性高10倍。此外,Dixon和其他研究人员显示,当来自夏洛特公主湾的珊瑚与奥费斯岛的珊瑚进行杂交时,它们能将其耐热性传递给其后代。研究人员在这些珊瑚的基因表达中发现了差异,而这些差异似乎可被遗传,且它们与耐热性有关。他们的发现表明,珊瑚对温度的耐受(随着纬度而变)可在代间遗传,而该处于遥远地区的珊瑚种群并非只是简单地适应其各自不同的环境。

冰山崩解与冰川地震有关

对格陵兰黑尔海姆冰川的观测揭示了冰山崩解的新的细节,该现象与称作冰川地震的可探测到的地震事件有关。如今,冰川地震的地震学数据可帮助研究人员在格陵兰岛和南极洲追踪冰川崩解的过程,对这些过程作近距离研究非常困难。Tavi Murray和同事在2013年用相机、GPS感应器及全球地震记录仪网对黑尔海姆冰川(它是格陵兰冰盖的一个主要出口)进行了55天的密切监控。该冰川在那时后退了约1英里(1.5公里),这使得研究人员能捕捉到10个大规模冰山崩解事件的细节。他们的发现阐释了崩解的冰川如何从冰川分开,并暂时地逆转了冰川的流向,从而引起所记录到的里氏5级的冰川地震。这些独特的地震可在全球被检测到,它们能让研究人员更多地了解冰山崩解;冰山崩解目前导致了格陵兰近一半冰的质量的丧失。

罂粟为吗啡之谜补上缺失环节

研究罂粟植物的科研人员发现了一种被称作STORR的融合基因,它能在该植物产生吗啡的通路中易化那些重要的、紧接着发生的步骤;罂粟是像吗啡和可待因等止痛生物碱的天然来源。这些发现建立在对酵母菌的最新研究成果之上,并完全搞清楚了吗啡的代谢通路;这意味着一种无需在田地中种植罂粟从而以廉价、安全的方式获得吗啡这种具有重要经济价值的药物(以及其他阿片类药物)的方法。在此之前,研究人员一直在寻找一种酶——该酶能将被(S)-番荔枝碱的化合物改变成(R)-番荔枝碱的一个变异体。通过研究罂粟植物Papaver somniferum,Thilo Winzer和同事发现,STORR这种酶可催化以下两个步骤:将(S)-番荔枝碱转变成为一种叫作1,2-去氢番荔枝碱的胺,并接着将该中间底物转变成(R)-番荔枝碱。据研究人员披露,STORR含有细胞色素P450模块,它能与氧化还原酶模块一起易化该过程的第一个步骤,而氧化还原酶模块则能易化第二个步骤。由于完全掌握了吗啡生物合成的通路,研究人员因而能探索更有效的、以微生物为基础的方法来生产阿片类止痛剂;阿片类止痛剂每年产生的销售额达数十亿美元。

(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》 (2015-07-07 第2版 国际)
 
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